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1、第三章 化工厂设计和操作安全本章学习目的与要求：本章学习目的与要求：通过本章学习，掌握危险和防护的一般考虑。通过本章学习，掌握危险和防护的一般考虑。理解化工厂选址与布局涉及的安全问题。理解工艺理解化工厂选址与布局涉及的安全问题。理解工艺设计安全。掌握加工单元区的规划；单元区域的管设计安全。掌握加工单元区的规划；单元区域的管线配置。理解单元装置和实施的安全设计。理解预线配置。理解单元装置和实施的安全设计。理解预防维护；非常规运行维护。会设备维护应用。防维护；非常规运行维护。会设备维护应用。本章重、难点：本章重、难点：化工厂选址与布局涉及的安全问题，工艺设计安全。化工厂选址与布局涉及的安全问题，工
2、艺设计安全。第三章第三章 化工厂设计和操作安全化工厂设计和操作安全 化化工工厂厂安安全全贯贯穿穿于于规规划划、设设计计、建建厂厂、试车、投产的全过程。试车、投产的全过程。工工厂厂所所在在的的地地区区，工工厂厂和和环环境境以以及及工工厂厂内内部部组组件件之之间间的的相相对对位位置置，对对化化工工厂厂的的安安全全是是至至关关重重要要。这这是是通通过过大大量量血血的的事事实实证证明明的的，可可以以从从第第一一章章第第二二节节中中美美国国保保险险协协会会对对化化学学工工业业的的317起起火火灾灾和和爆爆炸炸事事故故调调查查后后的的结结论论中中反反映映出出来来，因因此此，其其结结论论可可以以为为化化工工
3、厂厂的的定定位位、选选址址、布布局局和和单单元元区区域域规规划划提提供供重重要要的依据。的依据。第一节工厂的定位、选址和布局第一节工厂的定位、选址和布局 一、危险和防护的一般考虑一、危险和防护的一般考虑危险按潜在或直接的危害分危险按潜在或直接的危害分一级危险和二级危险一级危险和二级危险。1典型的一级危险：典型的一级危险：有易燃物质存在；有易燃物质存在；有热源存在；有热源存在；有火源有火源存在；存在；有富氧存在；有富氧存在；有压缩物质存在；有压缩物质存在；有毒性物质存在；有毒性物质存在；人员失误的可能性；人员失误的可能性；机机械故障的可能性；械故障的可能性；人员、物料和车辆在厂区人员、物料和车辆
4、在厂区的流动；的流动；由于蒸气云降低能见度等。由于蒸气云降低能见度等。对一级危险，在正常条件下不会造成人身对一级危险，在正常条件下不会造成人身或财产的损害，只有触发事故时才会引起损伤、或财产的损害，只有触发事故时才会引起损伤、火灾或爆炸。火灾或爆炸。第一节工厂的定位、选址和布局第一节工厂的定位、选址和布局 一、危险和防护的一般考虑一、危险和防护的一般考虑 2典型的二级危险：典型的二级危险：火灾；火灾；爆炸；爆炸；游离毒性物质的释放；游离毒性物质的释放；跌伤；跌伤；倒塌；倒塌；碰撞。碰撞。二级危险是在二级危险是在一级危险失去控制后一级危险失去控制后发展成发展成的，会造成人身或财产的直接损害。的，
5、会造成人身或财产的直接损害。3防护危险的措施防护危险的措施 对于所有上述两级危险，可设置三道防护线。对于所有上述两级危险，可设置三道防护线。(1)第一道防护线：第一道防护线：为了解决一级危险，并防止二级危险的发生。为了解决一级危险，并防止二级危险的发生。第一节工厂的定位、选址和布局第一节工厂的定位、选址和布局 3防护危险的措施防护危险的措施 在在工厂的布局和规划中工厂的布局和规划中应考虑：应考虑：根据主导风的风向，把火源置于易燃物质可能根据主导风的风向，把火源置于易燃物质可能释放点的上风侧；释放点的上风侧；为人员、物料和车辆的流动提供充分的通道等。为人员、物料和车辆的流动提供充分的通道等。(2
6、)第二道防护线：第二道防护线：当二级危险发生时，将人身当二级危险发生时，将人身和财产损失降至最小程度。和财产损失降至最小程度。在在工厂的选址和规划工厂的选址和规划方面应考虑：方面应考虑：把最危险的区域与人员最常在的区域隔离开；把最危险的区域与人员最常在的区域隔离开；在关键部位安放灭火器材等。在关键部位安放灭火器材等。第一节工厂的定位、选址和布局第一节工厂的定位、选址和布局 3防护危险的措施防护危险的措施 (3)第三道防护线：第三道防护线：发生人身伤害事故时，提供有效的急发生人身伤害事故时，提供有效的急救和医疗设施，使受到伤害的人员得到迅救和医疗设施，使受到伤害的人员得到迅速救治。其意义是迅速救
7、治未能防止住的速救治。其意义是迅速救治未能防止住的伤害。伤害。第一节工厂的定位、选址和布局第一节工厂的定位、选址和布局 二、工厂的定位问题二、工厂的定位问题 化工厂定位，化工厂定位，一般遵循以下基本原则：一般遵循以下基本原则：(1)(1)有有原料、燃料供应和产品销售的良好的流通条原料、燃料供应和产品销售的良好的流通条件；件；(2)(2)有有储运、公用工程和生活设施等方面良好的协储运、公用工程和生活设施等方面良好的协作环境；作环境；(3)(3)靠近靠近水量充足，水质优良的水源；水量充足，水质优良的水源；(4)(4)有便利有便利的交通条件；的交通条件；(5)(5)有良好有良好的工程地址和水文气象条
8、件。的工程地址和水文气象条件。第一节工厂的定位、选址和布局第一节工厂的定位、选址和布局 二、工厂的定位问题二、工厂的定位问题 工厂应工厂应避免避免定位在下列地区：定位在下列地区：(1)(1)震断层地区和基本烈度震断层地区和基本烈度9 9度以上的地震区；度以上的地震区；(2)(2)厚度较大的厚度较大的IIIIII级自重湿陷性黄土地区；级自重湿陷性黄土地区；(3)(3)易遭受洪水、泥石流、滑坡等危害的山区；易遭受洪水、泥石流、滑坡等危害的山区；(4)(4)有开采价值的矿藏地区；有开采价值的矿藏地区；(5)(5)对机场、电台等使用有影响的地区；对机场、电台等使用有影响的地区；(6)(6)国家规定的历
9、史文物、生物保护和风景游览地国家规定的历史文物、生物保护和风景游览地区；区；(7)(7)城镇等人口密集的地区。城镇等人口密集的地区。第一节工厂的定位、选址和布局第一节工厂的定位、选址和布局 三、工厂选址的安全问题三、工厂选址的安全问题隔开距离，把隔开距离，把厂址选择在一个孤立地区厂址选择在一个孤立地区。如果。如果客观条件不允许，可以依据主导风，把工厂置于客观条件不允许，可以依据主导风，把工厂置于社区的下风区。社区的下风区。工厂的工厂的高建（构）筑物要留有一定的间距高建（构）筑物要留有一定的间距，防，防止落体砸伤行人、汽车司乘人员或临近的设施。止落体砸伤行人、汽车司乘人员或临近的设施。工厂产生的
10、工厂产生的废液要经处理后排放废液要经处理后排放。工厂的工厂的出入口出入口要格外小心，避免严重的交通事要格外小心，避免严重的交通事故，或车辆离开高速公路冲入工厂。故，或车辆离开高速公路冲入工厂。临近有释放毒性或易燃气体的工厂，则临近有释放毒性或易燃气体的工厂，则建在其建在其上风侧或隔开一定的距离上风侧或隔开一定的距离。保证有充足的水源。保证有充足的水源。最好附近有河流、湖泊，最好附近有河流、湖泊，至少保证有消防管网。至少保证有消防管网。地形方面，厂区内地形方面，厂区内不应有低洼地不应有低洼地，否则会形成，否则会形成毒性或易燃蒸气或液体的积聚。毒性或易燃蒸气或液体的积聚。四、工厂布局的安全问题四、
11、工厂布局的安全问题 工工厂厂布布局局是是一一种种工工厂厂内内部部组组件件之之间间相相对对位位置置的的定定位位问问题题，其其基基本本任任务务是是结结合合厂厂区区的的内内外外条条件件确确定定生生产产过过程程中中各各种种机机器器设设备备的的空空间间位位置置，获获得得最最合合理理的的物物料料和和人人员员的的流动路线。流动路线。化化工工厂厂布布局局普普遍遍采采用用留留有有一一定定间间距距的的区区块块化化的的方方法法。工工厂厂厂厂区区一一般般可可划划分分为为以以下下六个区块六个区块：工工艺艺装装置置区区；罐罐区区；公公用用设设施施区区；运运输输装卸区；辅助生产区；管理区。装卸区；辅助生产区；管理区。四、工
12、厂布局的安全问题四、工厂布局的安全问题 工工厂厂布布局局是是一一种种工工厂厂内内部部组组件件之之间间相相对对位位置置的的定定位位问问题题，其其基基本本任任务务是是结结合合厂厂区区的的内内外外条条件件确确定定生生产产过过程程中中各各种种机机器器设设备备的的空空间间位位置置，获获得得最最合合理理的的物物料料和和人人员员的的流动路线。流动路线。化化工工厂厂布布局局普普遍遍采采用用留留有有一一定定间间距距的的区区块块化化的的方方法法。工工厂厂厂厂区区一一般般可可划划分分为为以以下下六个区块六个区块：工工艺艺装装置置区区；罐罐区区；公公用用设设施施区区；运运输输装卸区；辅助生产区；管理区。装卸区；辅助生
13、产区；管理区。四、工厂布局的安全问题四、工厂布局的安全问题对各个区块的安全要求如下。对各个区块的安全要求如下。1.工艺装置区工艺装置区 加加工工单单元元可可能能是是工工厂厂中中最最危危险险的的区区域域。首首先先应应该该汇汇集集这这个个区区域域的的一一级级危危险险，找找出出毒毒性性或或易易燃燃物质、高温、高压、火源等。物质、高温、高压、火源等。加加工工单单元元应应该该离离开开工工厂厂边边界界一一定定的的距距离离，应应该该是是集中集中而不是分散的而不是分散的分布分布。过过程程单单元元除除应应该该集集中中分分布布外外，还还应应注注意意区区域域不不宜太拥挤。宜太拥挤。四、工厂布局的安全问题四、工厂布局
14、的安全问题1.工艺装置区工艺装置区 在在化化学学工工业业中中，过过程程单单元元间间的的间间距距仍仍然然是是安安全全评评价价的的重重要要内内容容。对对于于过过程程单单元元本本身身的的安安全全评评价，比较价，比较重要的因素重要的因素有：有：操作温度；操作温度；操作压力；操作压力；单元中物料的类型；单元中物料的类型；单元中物料的量；单元中物料的量；单元中设备的类型；单元中设备的类型；单元的相对投资额；单元的相对投资额；救火或其它紧急操作需要的空间。救火或其它紧急操作需要的空间。四、工厂布局的安全问题四、工厂布局的安全问题2.罐区罐区 贮存容器，是需要特别重视的装置。每个这样的容贮存容器，是需要特别重
15、视的装置。每个这样的容器都是巨大的能量或毒性物质的贮存器。器都是巨大的能量或毒性物质的贮存器。容器能够释放出大量的毒性或易燃性的物质，需容器能够释放出大量的毒性或易燃性的物质，需置于工置于工厂的下风区域。厂的下风区域。贮罐应该安置在工厂中的贮罐应该安置在工厂中的专用区域专用区域，加强其作为危险区，加强其作为危险区的标识，使通过该区域的无关车辆降至最低限度。的标识，使通过该区域的无关车辆降至最低限度。罐区和办公室、辅助生产区之间要保持罐区和办公室、辅助生产区之间要保持足够的安全距离足够的安全距离。罐区和工艺装置区、公路之间要罐区和工艺装置区、公路之间要留出有效的间距留出有效的间距。罐区罐区应设在
16、地势应设在地势比工艺装置区比工艺装置区略低的区域略低的区域，决不能设在，决不能设在高坡上。高坡上。通路问题。通路问题。每一罐体至少可以在一边由通路到达，最好每一罐体至少可以在一边由通路到达，最好是可以在相反的两边由通路到达。是可以在相反的两边由通路到达。四、工厂布局的安全问题四、工厂布局的安全问题3.公用设施区公用设施区公用设施区应该远离工艺装置区、罐区和其他危险区，公用设施区应该远离工艺装置区、罐区和其他危险区，以便遇到紧急情况时仍能保证水、电、汽等的正常供应。以便遇到紧急情况时仍能保证水、电、汽等的正常供应。由厂外进入厂区的公用工程干管，也不应该通过危险区由厂外进入厂区的公用工程干管，也不
17、应该通过危险区，如果难以避免，则应该采取必要的保护措施。如果难以避免，则应该采取必要的保护措施。工厂布局应该尽量减少地面管线穿越道路。管线配置的工厂布局应该尽量减少地面管线穿越道路。管线配置的一个重要特点是在一些装置中配置回路管线。一个重要特点是在一些装置中配置回路管线。回路系统的任何一点出现故障即可关闭阀门将其隔回路系统的任何一点出现故障即可关闭阀门将其隔离开，并把装置与系统的其余部分接通。要做到这一点，离开，并把装置与系统的其余部分接通。要做到这一点，就必须保证这些装置至少能从两个方向接近工厂的关节就必须保证这些装置至少能从两个方向接近工厂的关节点。为了加强安全。特别是在紧急情况下，这些装
18、置的点。为了加强安全。特别是在紧急情况下，这些装置的管线对于如消防用水、电力或加热用蒸汽等的传输必须管线对于如消防用水、电力或加热用蒸汽等的传输必须是回路的。是回路的。四、工厂布局的安全问题四、工厂布局的安全问题3.公用设施区公用设施区锅炉设备和配电设备锅炉设备和配电设备应该应该设置在设置在易燃液体易燃液体设备的上风区设备的上风区域。域。锅炉房和泵站锅炉房和泵站应该应该设置在设置在工厂中其他设施的工厂中其他设施的火灾或爆炸火灾或爆炸不会危及的地区。不会危及的地区。管线管线在道路上方穿过要引起特别注意。在道路上方穿过要引起特别注意。高架的间隙应留高架的间隙应留有有如起重机等如起重机等重型设备的方
19、便通路重型设备的方便通路，减少碰到的危险。，减少碰到的危险。管路管路一定一定不能穿过围堰区不能穿过围堰区，围堰区的火灾有可能毁坏管，围堰区的火灾有可能毁坏管路。路。冷却塔释放出的烟雾会影响人的视线，冷却塔释放出的烟雾会影响人的视线，冷却塔不宜靠近冷却塔不宜靠近铁路、公路或其他公用设施。大型冷却塔会产生很大噪铁路、公路或其他公用设施。大型冷却塔会产生很大噪声，应该与居民区有较大的距离。声，应该与居民区有较大的距离。四、工厂布局的安全问题四、工厂布局的安全问题4.运输装卸区运输装卸区良好的工厂布局良好的工厂布局不允许铁路支线通过厂区不允许铁路支线通过厂区，可，可以把铁路支线规划在工厂边缘地区解决这
20、个问题。以把铁路支线规划在工厂边缘地区解决这个问题。对于罐车和罐车的装卸设施常做类似的考虑。对于罐车和罐车的装卸设施常做类似的考虑。在装卸台上可能会发生毒性或易燃物的溅洒，在装卸台上可能会发生毒性或易燃物的溅洒，装卸设施应该设置在工厂的下风区域，最好是在装卸设施应该设置在工厂的下风区域，最好是在边缘地区。边缘地区。原料库、成品库和装卸站等原料库、成品库和装卸站等机动车辆进出频繁机动车辆进出频繁的设施，不得设在必须通过工艺装置区和罐区的的设施，不得设在必须通过工艺装置区和罐区的地带地带，与居民区、公路和铁路，与居民区、公路和铁路要保持一定的安全要保持一定的安全距离。距离。四、工厂布局的安全问题四
21、、工厂布局的安全问题5.辅助生产区辅助生产区维修车间和研究室维修车间和研究室要远离工艺装置区和罐区要远离工艺装置区和罐区。维修车间是重要的火源，同时人员密集，维修车间是重要的火源，同时人员密集，应该置于工厂应该置于工厂的上风区域。的上风区域。研究室与其他管理机构，研究室与其他管理机构，直接连接是不恰当的。直接连接是不恰当的。废水处理装置废水处理装置是工厂各处流出的毒性或易燃物汇集的终是工厂各处流出的毒性或易燃物汇集的终点，点，应该置于工厂的下风远程区域。应该置于工厂的下风远程区域。高温煅烧炉的安全考虑呈现出矛盾。高温煅烧炉的安全考虑呈现出矛盾。作为火源，应将其作为火源，应将其置于工厂的上风区，
22、但是严重的操作失误会使煅烧炉喷置于工厂的上风区，但是严重的操作失误会使煅烧炉喷射出相当量的易燃物，对此则应将其置于工厂的下风区。射出相当量的易燃物，对此则应将其置于工厂的下风区。作为折中方案，可以把锻烧炉置于工厂的侧面风区域。作为折中方案，可以把锻烧炉置于工厂的侧面风区域。与其他设施隔开一定的距离也是可行的方案。与其他设施隔开一定的距离也是可行的方案。四、工厂布局的安全问题四、工厂布局的安全问题6.管理区管理区 主主要要办办事事机机构构应应该该设设置置在在工工厂厂的的边边缘缘区区域域，并尽可能与工厂的危险区隔离。并尽可能与工厂的危险区隔离。这样做这样做有以下理由有以下理由：首首先先，销销售售和
23、和供供应应人人员员以以及及必必须须到到工工厂厂办办理理业业务务的的其其他他人人员员，没没有有必必要要进进入入厂厂区区。因因为为这这些些人人员员不不熟熟悉悉工工厂厂危危险险的的性性质质和和区区域域，而而他他们们的的普普通通习习惯惯如如在在危危险险区区无无意意中中吸吸烟烟，就就有有可可能能危危及及工工厂厂的的安安全全。其其次次，办办公公室室人人员员的的密密度度在在全全厂厂可可能能是是最最大大的的，把把这这些些人人员员和和危危险险分分开开会会改改善善工工厂厂的的安全状况。安全状况。第二节化工工艺设计第二节化工工艺设计 一、工艺流程图一、工艺流程图 工艺流程图绘制是化工厂设计初始阶段的工艺流程图绘制是
24、化工厂设计初始阶段的工作。工作。这些流程图经过提炼和修改，最后成为绘这些流程图经过提炼和修改，最后成为绘制管线配置图、平面图、设备图等的基础。制管线配置图、平面图、设备图等的基础。在设计程序中，在设计程序中，凭借文献、实验室实验和凭借文献、实验室实验和中试工厂模试的有关资料进行设计中试工厂模试的有关资料进行设计是惯常的做法。是惯常的做法。工艺流程图的绘制工艺流程图的绘制是从基本的过程计算开是从基本的过程计算开始的。始的。由于过程是高度整体化的，过程的每一步由于过程是高度整体化的，过程的每一步骤都影响着其他步骤的操作。骤都影响着其他步骤的操作。第二节化工工艺设计第二节化工工艺设计 一、工艺流程图
25、一、工艺流程图 过程可以划分为若干个子区间，对每一子过程可以划分为若干个子区间，对每一子区间内部的安全操作及其对其他子区间安全的影区间内部的安全操作及其对其他子区间安全的影响都要进行分析。方便的子区间划分是：响都要进行分析。方便的子区间划分是：(1)反应反应(决定整个系统的动力学决定整个系统的动力学)；(2)分离分离，如蒸馏、吸收、吸附、液体萃取；，如蒸馏、吸收、吸附、液体萃取；(3)贮存贮存，如固体、液体和气体物料的贮存。，如固体、液体和气体物料的贮存。工艺流程图工艺流程图是描述过程的主要文件，它是描述过程的主要文件，它表表示出主要设备、主要物流路线和控制点。示出主要设备、主要物流路线和控制
26、点。对于正对于正常操作预期的主要温度和压力，物料的流动和组常操作预期的主要温度和压力，物料的流动和组成以及主要设备的设计能力都做了说明。成以及主要设备的设计能力都做了说明。第二节化工工艺设计第二节化工工艺设计 二、二、管线配置图管线配置图 管线配置图是指管路和仪表的线路图，又管线配置图是指管路和仪表的线路图，又称工程线路图，称工程线路图，是设计和施工的基本工作文件，是设计和施工的基本工作文件，一般包括：一般包括：(1)开启、关闭、紧急和普通操作需要的所有过程开启、关闭、紧急和普通操作需要的所有过程设施设施，如阀门、盲板、可移动的柱塞等；，如阀门、盲板、可移动的柱塞等；(2)施工材料的鉴定序号和
27、鉴定人，每条管路的直施工材料的鉴定序号和鉴定人，每条管路的直径和绝热要求；径和绝热要求；(3)物流的方向；物流的方向；(4)主要过程和起始管路的识别；主要过程和起始管路的识别；第二节化工工艺设计第二节化工工艺设计 二、二、管线配置图管线配置图(5)所有仪表、控制点和有仪表失灵显示功能的连所有仪表、控制点和有仪表失灵显示功能的连锁装置；锁装置；(6)所有设备的主要尺寸和负荷；所有设备的主要尺寸和负荷；(7)容器、反应器的操作和设计温度容器、反应器的操作和设计温度；(8)装置的标高；装置的标高；(9)释放阀、安全膜等的设定压力；释放阀、安全膜等的设定压力；(10)排水要求；排水要求；(11)必要时
28、要有管路配置的特殊备忘录。必要时要有管路配置的特殊备忘录。第二节化工工艺设计第二节化工工艺设计 三、过程物料的安全评价三、过程物料的安全评价 过程物料可以划分为过程物料可以划分为过程内物料和过程辅过程内物料和过程辅助物料两大类型助物料两大类型。过程内物料过程内物料是指从原料到产品的整个工艺是指从原料到产品的整个工艺流程线上的物料，如原料、催化剂、中间体、产流程线上的物料，如原料、催化剂、中间体、产物、副产物、溶剂、添加剂等。物、副产物、溶剂、添加剂等。过程辅助物料过程辅助物料是指实现过程条件所用的物是指实现过程条件所用的物料，如传热流体、重复循环物、冷冻剂、灭火剂料，如传热流体、重复循环物、冷
29、冻剂、灭火剂等。等。在工艺设计中，在工艺设计中，需要汇编需要汇编出过程物料的目出过程物料的目录，录，记录下记录下过程物料在全部工艺条件范围内的有过程物料在全部工艺条件范围内的有关性质资料，关性质资料，作为过程危险评价和安全设计的重作为过程危险评价和安全设计的重要依据。要依据。第二节化工工艺设计第二节化工工艺设计 三、过程物料的安全评价三、过程物料的安全评价 过程物料所需的过程物料所需的典型资料典型资料如下：如下：(1)一般性说明资料一般性说明资料；(2)基础物性资料；基础物性资料；(3)易燃性资料易燃性资料；(4)反应性资料反应性资料；(5)毒性资料毒性资料；(6)暴露作用暴露作用；(7)放射
30、性资料放射性资料。第二节化工工艺设计第二节化工工艺设计 四、工艺路线的选择四、工艺路线的选择 过程路线的选择是过程路线的选择是在工艺设计的在工艺设计的最初阶段最初阶段完成的。完成的。工艺路线的安全评价，应该考虑工艺本身工艺路线的安全评价，应该考虑工艺本身是否具有潜在危险，以及为了特定目的把物料加是否具有潜在危险，以及为了特定目的把物料加入过程，是否会增加危险。入过程，是否会增加危险。1有潜在危险的过程有潜在危险的过程 这些过程这些过程一旦失去控制一旦失去控制就有可能造成灾难就有可能造成灾难性的后果，性的后果，如如发生火灾、爆炸或毒性物质的释放发生火灾、爆炸或毒性物质的释放等。等。四、过程路线的
31、选择四、过程路线的选择 1有潜在危险的过程有潜在危险的过程(1)爆炸、爆燃或强放热过程；爆炸、爆燃或强放热过程；(2)有粉尘或烟雾生成的过程；有粉尘或烟雾生成的过程；(3)在物料的爆炸范围或近区操作的过程；在物料的爆炸范围或近区操作的过程；(4)在高温、高压或冷冻条件下操作的过程在高温、高压或冷冻条件下操作的过程；(5)含有易燃物料的过程；含有易燃物料的过程；(6)含有不稳定化合物的过程；含有不稳定化合物的过程；(7)含有高毒性物料的过程；含有高毒性物料的过程；(8)有大量贮存压力负荷能的过程有大量贮存压力负荷能的过程 四、过程路线的选择四、过程路线的选择 2反应过程的安全分析反应过程的安全分
32、析 反应过程常反应过程常因反应条件的微小变化而偏离因反应条件的微小变化而偏离预预期的反应途径，化学反应过程有较多的危险性。期的反应途径，化学反应过程有较多的危险性。(1)对潜在的不稳定的反应和副反应，对潜在的不稳定的反应和副反应，如自燃或聚如自燃或聚合等进行考察，合等进行考察，考虑考虑改变反应物的相对浓度或其改变反应物的相对浓度或其他操作条件是否会使反应的危险程度减小。他操作条件是否会使反应的危险程度减小。(2)考虑考虑混合、反应物和热源的低效配置、操作故混合、反应物和热源的低效配置、操作故障、设计失误、障、设计失误、发生不需要的副反应、热量、发生不需要的副反应、热量、反应器失控、结垢等引起的
33、危险。反应器失控、结垢等引起的危险。(3)评价副反应评价副反应是否生成毒性或爆炸性物质，是否是否生成毒性或爆炸性物质，是否会有危险垢层形成。会有危险垢层形成。四、过程路线的选择四、过程路线的选择 2反应过程的安全分析反应过程的安全分析(4)考察物料是否考察物料是否吸收空气中的水分吸收空气中的水分变潮变潮，表面粘，表面粘附形成毒性或腐蚀性液体或气体。附形成毒性或腐蚀性液体或气体。(5)确定所有杂质确定所有杂质对化学反应和过程混合物性质的对化学反应和过程混合物性质的影响。影响。(6)确保结构材料确保结构材料彼此相容并与过程物料相容。彼此相容并与过程物料相容。(7)考虑过程中危险物质的积累，考虑过程
34、中危险物质的积累，如可燃物、毒性如可燃物、毒性中间体。中间体。(8)考虑催化剂行为的各个方面考虑催化剂行为的各个方面，如老化、中毒、，如老化、中毒、粉碎、活化、再生等。粉碎、活化、再生等。四、过程路线的选择四、过程路线的选择 3有潜在危险的操作有潜在危险的操作 有些操作本身具有潜在危险。分析和确定这有些操作本身具有潜在危险。分析和确定这些操作的危险件，些操作的危险件，是工艺安全评价的重要内容是工艺安全评价的重要内容。(1)易燃或毒性液体或气体的蒸发和扩散；易燃或毒性液体或气体的蒸发和扩散；(2)可燃或毒性固体的粉碎和分散；可燃或毒性固体的粉碎和分散；(3)易燃物质或强氧化剂的雾化；易燃物质或强
35、氧化剂的雾化；(4)易燃物质和强氧化剂的混合；易燃物质和强氧化剂的混合；(5)危险化学品与惰性组分或稀释剂的分离；危险化学品与惰性组分或稀释剂的分离；(6)不稳定液体的温度或压力的升高。不稳定液体的温度或压力的升高。四、过程路线的选择四、过程路线的选择 4间歇过程和连续过程比较间歇过程和连续过程比较 工艺设计中，需要在间歇过程和连续过程工艺设计中，需要在间歇过程和连续过程之间做出选择。大批量的操作，之间做出选择。大批量的操作，从经济上考虑，从经济上考虑，连续过程更具有优势。连续过程更具有优势。(1)间歇过程各操作单元之间易于隔绝，单元设备间歇过程各操作单元之间易于隔绝，单元设备过程物料持有量较
36、大。连续过程各操作单元连通，过程物料持有量较大。连续过程各操作单元连通，过程物料持有量较少；过程物料持有量较少；(2)间歇过程劳动强度较大，紧急情况下操作者有间歇过程劳动强度较大，紧急情况下操作者有较多的机会介入。连续过程更多地依靠自动控制；较多的机会介入。连续过程更多地依靠自动控制；四、过程路线的选择四、过程路线的选择 4间歇过程和连续过程比较间歇过程和连续过程比较 (3)间歇过程产物纯度容易控制，过程物料易于识间歇过程产物纯度容易控制，过程物料易于识别。连续过程不稳状态或周期性波动（如开车或别。连续过程不稳状态或周期性波动（如开车或停车）较少；停车）较少；(4)间歇过程有详尽的指令和操作规
37、程，可以减少间歇过程有详尽的指令和操作规程，可以减少操作失误或设备的损坏。连续过程的容器或设备操作失误或设备的损坏。连续过程的容器或设备很少需要清洗，不稳态的物料输入也较少；很少需要清洗，不稳态的物料输入也较少；(5)间歇过程有较长的暴露时间。在连续过程中，间歇过程有较长的暴露时间。在连续过程中，有潜在危险的中间体无须贮存加工。有潜在危险的中间体无须贮存加工。五、工艺设计安全校核五、工艺设计安全校核 工工艺艺设设计计必必须须满满足足安安全全要要求求。机机械械设设计计、过过程程和和布布局局的的微微小小变变化化都都有有可可能能出出现现预预想想不不到到的的问问题题。工工厂厂和和其其中中的的各各项项设
38、设备备是是为为了了维维持持操操作作参参数数允允许许范范围围内内的的正正常常操操作作设设计计的的，在在开开车车、试试车车或或停停车车操操作作中中会会有有不不同同的的条条件件，因因而而会会产产生生与与正正常常操操作作的的偏偏离离。为为了了确确保保过过程程安安全全，有有必必要要对对设设计计和操作的每一细节逐一校核。和操作的每一细节逐一校核。1物料和反应的安全校核。物料和反应的安全校核。2过程安全的总体规范。过程安全的总体规范。3非正常操作的安全问题。非正常操作的安全问题。第三节化工单元区域规划第三节化工单元区域规划 化工单元区域规划是定出各单元边界内不化工单元区域规划是定出各单元边界内不同设备的相对
39、物理位置。同设备的相对物理位置。一般来说，单元排列越一般来说，单元排列越紧密，配管、泵送和地皮不动产的费用越低。但紧密，配管、泵送和地皮不动产的费用越低。但是出于安全考虑，需要把危险隔开，单元排列应是出于安全考虑，需要把危险隔开，单元排列应该比较分散，同时也为救火或其他紧急操作留有该比较分散，同时也为救火或其他紧急操作留有充分的空间。充分的空间。一、加工单元区域的规划一、加工单元区域的规划 1设备配置的直线排列设备配置的直线排列 加工工业普遍接受的加工工业普遍接受的区域规划方法区域规划方法：单元：单元中大多数塔器、筒体、换热器、泵和主要管线中大多数塔器、筒体、换热器、泵和主要管线成成直线狭长排
40、列。直线狭长排列。一、加工单元区域的规划一、加工单元区域的规划 1设备配置的直线排列设备配置的直线排列 这种设备排列方法的主要特征是：这种设备排列方法的主要特征是：(1)设备配置直线的两边都与厂区道路连接。设备配置直线的两边都与厂区道路连接。这样，这样，在救火或其他紧急情况时，在救火或其他紧急情况时，设备配置线的主要部设备配置线的主要部分的两边都有方便的通路。连接道路可以作为阻分的两边都有方便的通路。连接道路可以作为阻火堤，把设备配置线与厂区其余部分隔离。火堤，把设备配置线与厂区其余部分隔离。(2)钢制框架与道路邻接。钢制框架与道路邻接。热交换器设置在框架上热交换器设置在框架上部，冷却水箱设置
41、在框架下部。部，冷却水箱设置在框架下部。吊车可以方便地吊车可以方便地驶入，安全装运热交换器的管束、管件和较重的驶入，安全装运热交换器的管束、管件和较重的组件。冷却水箱设置在框架上使得整个冷却水系组件。冷却水箱设置在框架上使得整个冷却水系统的维修极为方便，而不必挖掘装置周围和装置统的维修极为方便，而不必挖掘装置周围和装置之下的地基。之下的地基。一、加工单元区域的规划一、加工单元区域的规划 1设备配置的直线排列设备配置的直线排列(3)设备配置直线上的设备配置直线上的精馏塔、热交换器、馏出液精馏塔、热交换器、馏出液接受器、回流筒等接受器、回流筒等装置装置，一般采用，一般采用框架结构平坡框架结构平坡式
42、布局方式。式布局方式。框架结构在精馏塔旁边提供了开放框架结构在精馏塔旁边提供了开放区域，塔板和其他塔内件易于拆卸装车运至维修区域，塔板和其他塔内件易于拆卸装车运至维修区。区。(4)管架管架也也设置在设置在设备配置设备配置直线上直线上。(5)泵排设置在泵排设置在设备配置直线的设备配置直线的旁边旁边，与道路邻接。，与道路邻接。(6)筒体、泵、装配有观测平台的蒸馏塔以及需要筒体、泵、装配有观测平台的蒸馏塔以及需要桥式吊车钢梁导轨吊入的设备，桥式吊车钢梁导轨吊入的设备，按序定在设备配按序定在设备配置线上，置线上，从而把相关的危险操作集中在一起。从而把相关的危险操作集中在一起。一、加工单元区域的规划一、
43、加工单元区域的规划 2非直线排列设施的配置非直线排列设施的配置 直线排列的设备构成了单元区域的骨架，直线排列的设备构成了单元区域的骨架，单元的其他组件，单元的其他组件，如控制室、压缩机、反应器、如控制室、压缩机、反应器、溢流槽、加热炉等，可以溢流槽、加热炉等，可以设置在直线排列的两边。设置在直线排列的两边。应用这种方法一般可以达到应用这种方法一般可以达到近乎方形的最大面积近乎方形的最大面积规划。规划。控制室控制室是单元的神经中枢，是单元中最重是单元的神经中枢，是单元中最重要的部位。要的部位。最好是把控制室设置在单元的周边区最好是把控制室设置在单元的周边区域。域。对于处理毒性物质的单元，控制室应
44、该设置对于处理毒性物质的单元，控制室应该设置在单元的在单元的上风区域。上风区域。此外，控制室应该和高温或此外，控制室应该和高温或高压容器、盛有相当量的易燃或毒性液体的高压容器、盛有相当量的易燃或毒性液体的容器容器隔离隔离。一、加工单元区域的规划一、加工单元区域的规划 2非直线排列设施的配置非直线排列设施的配置 加热炉加热炉有两个基本问题，作为明显的火源，有两个基本问题，作为明显的火源，加热炉应该设置在单元其余部分的上风区域，但加热炉应该设置在单元其余部分的上风区域，但是这会引起烟道气飘过塔器的高架平台或其他建是这会引起烟道气飘过塔器的高架平台或其他建筑物的问题。筑物的问题。最好的解决办法是采取
45、折中方案，最好的解决办法是采取折中方案，把加热炉设置在侧面风区域。把加热炉设置在侧面风区域。应该尽量保持加热应该尽量保持加热炉与其他危险设备的适度分离。炉与其他危险设备的适度分离。压缩机压缩机剧烈运转，应该注意与其他危险设备剧烈运转，应该注意与其他危险设备适当隔离。压缩机容易泄漏气体，适当隔离。压缩机容易泄漏气体，应该置于单元应该置于单元的下风区域。的下风区域。压缩机或泵一般压缩机或泵一般安装在室外安装在室外。对于反应器，主要考虑的是提供充分的空间、对于反应器，主要考虑的是提供充分的空间、反应器内件安全操作的设施以及有关的催化剂。反应器内件安全操作的设施以及有关的催化剂。一、加工单元区域的规划
46、一、加工单元区域的规划 2非直线排列设施的配置非直线排列设施的配置 非直线排列设备的配置还包括许多的非直线排列设备的配置还包括许多的公用公用工程设施。工程设施。电力线路电力线路必须从地下进入加工单元，必须从地下进入加工单元，适当安排入口点，避免在整个单元的电力系统设适当安排入口点，避免在整个单元的电力系统设置人孔。如果单元装配有紧急释放阀或烟气管线，置人孔。如果单元装配有紧急释放阀或烟气管线，这些设施应靠近控制室远离火险或其他危险区这些设施应靠近控制室远离火险或其他危险区域。消防火栓或监控器必须与危险点足够近，从域。消防火栓或监控器必须与危险点足够近，从而能有效发挥作用，但也不能离的太近，危机
47、时而能有效发挥作用，但也不能离的太近，危机时无法靠近。注意可能会阻止水流到达危险点的障无法靠近。注意可能会阻止水流到达危险点的障碍物，检查有无必要时迅速撤退的通路。水龙带碍物，检查有无必要时迅速撤退的通路。水龙带拖车或安全喷射器也作类似的配置。拖车或安全喷射器也作类似的配置。一、加工单元区域的规划一、加工单元区域的规划 3室内装置的配置室内装置的配置 对可能释放出毒性或易燃蒸气的情形，对可能释放出毒性或易燃蒸气的情形，设设置物理屏障置物理屏障等方法。火源和易燃物源隔离墙的门等方法。火源和易燃物源隔离墙的门或开口，保持在最小数量。并与像控制中心这样或开口，保持在最小数量。并与像控制中心这样的经常
48、有人员的区域隔离开。的经常有人员的区域隔离开。墙壁进行强度和耐墙壁进行强度和耐火设计火设计。容易经受爆炸的隔离间可以。容易经受爆炸的隔离间可以有有一面或多一面或多面面有意设计的强度较弱的墙壁有意设计的强度较弱的墙壁，以便在避开人员，以便在避开人员或其他设施的方向卸掉爆炸力。或其他设施的方向卸掉爆炸力。易燃或毒性液体源易燃或毒性液体源不应该设置在不应该设置在火源或人火源或人员之上。员之上。一、加工单元区域的规划一、加工单元区域的规划 3室内装置的配置室内装置的配置 与室外设施相比，需要更加严格地与室外设施相比，需要更加严格地规范从规范从室内装置撤退的通路。室内装置撤退的通路。所有操作平台所有操作
49、平台(塔器平台可能例外塔器平台可能例外)都应该有都应该有两种下行方法，防止紧急状态时截流操作人员。两种下行方法，防止紧急状态时截流操作人员。从高架平台向下的所有扶梯和滑梯孔道，从高架平台向下的所有扶梯和滑梯孔道，都应都应设在最小可能设在最小可能遭受火险或毒物泄漏的地点。遭受火险或毒物泄漏的地点。扶梯或滑梯的扶梯或滑梯的着陆点着陆点应该接近易于从单元撤退的应该接近易于从单元撤退的通路。通路。塔器的人孔塔器的人孔平台应该有塔内件安全维护的平台应该有塔内件安全维护的充分的工作空间，打开人孔的方向应该避开从平充分的工作空间，打开人孔的方向应该避开从平台向下的扶梯。台向下的扶梯。二、单元区域的管线配置二
50、、单元区域的管线配置 1管线配置的防泄漏设计管线配置的防泄漏设计 工厂化学品的主要泄漏与以下各项工厂化学品的主要泄漏与以下各项成比例成比例：(1)管线的管线的长度长度；(2)排放口的排放口的数量数量；(3)管线的管线的复杂性复杂性。管线的复杂性，管线的复杂性，一般反映在一般反映在连接的泵的数连接的泵的数量以及再循环物流的数量两个方面。量以及再循环物流的数量两个方面。减少管件泄漏减少管件泄漏的简单的的简单的设计规则设计规则如下：如下：(1)减少分支和死角的数量。减少分支和死角的数量。(2)减少小排放口的数量。减少小排放口的数量。1管线配置的防泄漏设计管线配置的防泄漏设计 减少管件泄漏减少管件泄漏